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Batterie-Energiespeichersysteme (auch BESS oder Batteriegroßspeicher genannt) sind eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende und die Stabilität des Stromnetzes. Mit ihrer Fähigkeit, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne zu speichern und bei Bedarf schnell wieder abzugeben, bieten sie eine Lösung für die Herausforderungen der schwankenden Energieerzeugung. Angesichts der zunehmenden Bedeutung erneuerbarer Energien wird der Ausbau von Batteriegroßspeichern immer dringlicher, um eine nachhaltige und stabile Energiezukunft zu sichern.
Was sind Batterie-Großspeicher?
Batteriegroßspeicher sind große Energiespeichersysteme, die darauf ausgelegt sind, signifikante Mengen an elektrischer Energie zu speichern und bei Bedarf ins Stromnetz einzuspeisen. Diese Speicher haben typischerweise eine Kapazität von mehreren Megawattstunden (MWh) bis hin zu mehreren Gigawattstunden (GWh) und werden oft in Containern oder modularen Einheiten gebaut, die in der Nähe von Energieerzeugungsanlagen oder Lastzentren installiert werden.
Unterschiede zu herkömmlichen Batteriespeichern:
- Skalierung und Kapazität: Herkömmliche Batteriespeicher, wie sie in Haushalten oder kleineren Betrieben verwendet werden, haben eine viel geringere Kapazität (meistens im Kilowattstunden-Bereich). Batteriegroßspeicher sind wesentlich größer und können deutlich mehr Energie speichern und abgeben.
- Anwendungsbereich: Während herkömmliche Batteriespeicher oft zur Eigenverbrauchsoptimierung, Notstromversorgung oder für kleine dezentrale Anwendungen genutzt werden, dienen Batteriegroßspeicher zur Stabilisierung des gesamten Stromnetzes. Sie helfen, kurzfristige Schwankungen auszugleichen, bieten Frequenzregulierung und können große Mengen überschüssiger erneuerbarer Energie speichern.
- Technologie und Infrastruktur: Batteriegroßspeicher erfordern spezialisierte Infrastruktur, einschließlich leistungsfähiger Transformatoren, Wechselrichter und Netzanschlüsse, um die gespeicherte Energie effizient ins Netz einzuspeisen. Herkömmliche Batteriespeicher benötigen oft weniger komplexe Anschlüsse und sind leichter in bestehende Gebäudestrukturen integrierbar.
- Wirtschaftlichkeit und Einsatzgebiete: Großspeicher sind für den Einsatz in groß angelegten Energieprojekten konzipiert und bieten wirtschaftliche Vorteile auf Systemebene, z.B. durch die Teilnahme an Regelenergiemärkten. Herkömmliche Batteriespeicher sind kostengünstiger für individuelle Anwendungen und bieten unmittelbare Vorteile für Endverbraucher durch Einsparungen bei Stromkosten und erhöhte Versorgungssicherheit
Aufgaben der Batterie-Großspeicher
© Fraunhofer ISE
Batteriegroßspeicher sind sehr effizient (über 90 Prozent) und können sehr schnell reagieren, indem sie innerhalb von Sekunden ihre volle Leistung bereitstellen. Diese Eigenschaften machen sie ideal, um kurzfristige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.
Laut einer Studie des Fraunhofer ISE muss Deutschland bis 2030 seine Batteriespeicherkapazität auf 83 Gigawattstunden erhöhen, fast 200-mal mehr als derzeit. Dies ist notwendig, um mehr erneuerbare Energien ins Netz zu integrieren und das Ziel zu erreichen, bis 2030 mindestens 65 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Quellen zu beziehen.
Integration und Stabilisierung durch Batteriespeicher
Batteriegroßspeicher sind essenziell für die Stabilität des Stromnetzes, insbesondere durch ihre Fähigkeit, flexibel auf Schwankungen in Angebot und Nachfrage zu reagieren. Überschussproduktion tritt häufig bei starker Sonneneinstrahlung und starkem Wind auf, wenn Solar- und Windkraftanlagen mehr Energie erzeugen, als verbraucht wird. In solchen Zeiten können Batteriespeicher den überschüssigen Strom speichern und bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen.
Bewältigung von Dunkelflauten
Dunkelflauten sind Phasen, in denen wenig bis keine erneuerbare Energie aus Wind und Sonne zur Verfügung steht, wie an windstillen, bewölkten Tagen oder in den Wintermonaten. Während solcher Perioden können Batteriegroßspeicher den gespeicherten Strom nutzen, um die Nachfrage zu decken und so die Netzstabilität zu gewährleisten. Diese Funktionalität verringert die Abhängigkeit von fossilen Backup-Kraftwerken we Gas- oder Kohlekraftwerke und unterstützt die kontinuierliche Versorgung mit sauberer Energie.
Netzdienlichkeit von Batteriegroßspeicher
Zusätzlich bieten Batteriespeicher wichtige netzdienliche Dienstleistungen wie Frequenzregulierung und Spannungsstabilisierung. Sie können kurzfristige Energie bereitstellen, um Schwankungen im Stromnetz auszugleichen, und damit die Effizienz und Zuverlässigkeit des gesamten Energiesystems erhöhen. Durch diese Funktionen tragen Batteriespeicher wesentlich zur Stabilisierung des Stromnetzes bei und ermöglichen eine nahtlose Integration erneuerbarer Energien in das Energiesystem.
Kosteneinsparung
Der Ein weiterer Vorteil von Batteriespeichern ist die potenzielle Entlastung des EEG-Kontos um bis zu drei Milliarden Euro pro Jahr. Durch den Ausbau von Netzspeichern können Kosten für Netzeingriffe und Redispatch-Maßnahmen erheblich reduziert werden, was die finanzielle Belastung des EEG-Kontos senkt und somit die Gesamtwirtschaftlichkeit des Energiesystems verbessert.
Förderungen für Batteriespeicher
Innovationsausschreibungen gehören zu den öffentlichen Ausschreibungen, die von der Bundesnetzagentur im Rahmen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) durchgeführt werden. Sie fördern innovative Projekte, die erneuerbare Energien und Speicher wie Batteriegroßspeicher kombinieren.
Vorteile für Betreiber von Batteriegroßspeichern:
- Erhöhte Vergütung: Betreiber profitieren von einer höheren Vergütung, die über einen Zeitraum von 20 Jahren gezahlt wird.
- Marktzugang: Erleichterte Integration in den Energiemarkt.
- Technologische Entwicklung: Förderung effizienter und nachhaltiger Technologien.
Diese Ausschreibungen machen Investitionen in Batteriegroßspeicher attraktiver und unterstützen die Modernisierung des Stromnetzes.
Die Bundesnetzagentur hat im März 2024 den Höchstwert für die Innovationsausschreibungen der nächsten zwölf Monate auf 9,18 Cent pro Kilowattstunde festgelegt (§ 85a Absatz 1 und 2 EEG).
Kosten der Anlagen
Die Kosten für Batteriegroßspeicher sind in den letzten Jahren massiv gesunken. Dies liegt vor allem an technischen Fortschritten und der skalierten Produktion.
So hat sich der Preis pro Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität in den letzten zehn Jahren um mehr als 80% reduziert.
Der Trend sinkender Preise setzt sich fort. Experten gehen davon aus, dass die Kosten für Batteriegroßspeicher in den nächsten Jahren weiter sinken werden.
Dies macht den Betrieb von Batteriegroßspeichern immer rentabler.
Die Kombination von Photovoltaikanlage und Batteriespeicher ermöglicht es Hausbesitzern und Unternehmen, ihren eigenen Solarstrom zu speichern und selbst zu nutzen.
Dies kann zu einer deutlichen Reduzierung der Stromkosten führen und trägt gleichzeitig zur Energiewende und zum Klimaschutz bei.
Zudem können Batteriegroßspeicher auch zur Stabilisierung des Stromnetzes eingesetzt werden.
Welche Flächen eignen sich für PV-Großspeicher?
Die Wahl der geeigneten Fläche für einen PV-Großspeicher ist ein wichtiger Faktor für die Rentabilität der Anlage.
Grundsätzlich eignen sich viele Flächen für die Installation von PV-Großspeichern.
Wichtig ist jedoch:
- Die Nähe zu einem Umspannwerk: Der Speicher sollte möglichst nah an einem Umspannwerk liegen, um die Verluste bei der Einspeisung des Stroms in das Netz zu minimieren. Idealerweise sollte die Entfernung wenige hundert Meter betragen.
- Ausreichende Größe: Die Fläche muss nicht allzu groß sein. 1 bis 2 Hektar sind in der Regel ausreichend, um einen Großspeicher mit einer Leistung von mehreren Megawattstunden zu installieren.
- Geeigneter Untergrund: Der Untergrund sollte tragfähig sein und ausreichend Platz für die Installation der Speichermodule und der zugehörigen Technik bieten.
- Zugänglichkeit: Die Fläche muss gut zugänglich sein, damit die Speichermodule und die Technik problemlos transportiert und installiert werden können.
- Umgebungsbedingungen: Die Umgebungsbedingungen sollten für die Installation und den Betrieb des Speichers geeignet sein.
Neben diesen allgemeinen Kriterien können auch spezifische Anforderungen an die Fläche gestellt werden, z. B. wenn der Speicher in einem Gewerbegebiet oder in einem Wohngebiet installiert werden soll.
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